4.2 A CURVA-CHAVE DE SEDIMENTOS

Vários fatores devem ser conhecidos e considerados ao aplicar-se o método da curva-chave de sedimentos em estudos sedimentométricos. A curva-chave correlaciona a descarga de sólidos em suspensão unicamente à vazão, mas na realidade esse transporte não depende somente da capacidade do fluxo em transportar os sólidos, mas de outros fatores, tais como a disponibilidade de material mobilizado, que irá depender de eventos anteriores, usos do solo, etc. Além do fenômeno da histerese que pode ser provocado inclusive pela disponibilidade de material, mas também por outros fatores. Portanto, além da grande dispersão normalmente observada nas curvas-chave de sedimento, há ainda a não- estacionaridade da curva, já que esta muda periodicamente para uma seção. Todos esses fatores impõem restrições e precauções quanto à aplicação da curva-chave de sedimentos que devem ser atentamente observadas para que se conheçam as limitações na aplicação do método.

A vantagem da técnica da curva-chave de sedimentos é que uma vez desenvolvida ela pode ser aplicada para dados mais antigos de vazão, recuperando informações de longo prazo sobre o transporte de sedimentos e preenchendo as falhas entre os registros existentes, procedimento esse adotado nos trabalho de Carvalho et al. (2005) e Lima et al., (2005). Entretanto, um dos maiores inconvenientes da extrapolação da série histórica de transporte de sedimentos é que o requisito estacionaridade é normalmente questionável.

Em alguns trabalhos analisados observa-se que a utilização da curva-chave obteve resultados satisfatórios, entretanto para outros há controvérsias quanto à eficiência e a precisão da curva-chave.

Nordin Jr., (1985) está entre aqueles que consideram que para muitos rios não há uma boa correlação entre a descarga de sedimentos e a vazão, pois alega que a descarga de sedimentos é controlada mais pelo fornecimento de material disponível para ser transportado do que a capacidade do fluxo em transportá-lo. E considera que para a maioria dos rios as cargas de sedimentos não deveriam ser calculadas, mas sim medidas, pois as curvas-chave de sedimentos ou são precariamente definidas ou mudam drasticamente de tempos em tempos.

Paiva et al. (2001), em seu trabalho sobre o monitoramento hidrossedimentométrico de uma bacia hidrográfica urbana, não conseguiram determinar a curva-chave de sedimentos, pois a variação da concentração de sedimentos ao longo do tempo apresentou comportamento diferenciado da vazão. A provável explicação para esse fato baseia-se em características específicas de bacias urbanas, pois há uma carga sólida inicial bastante alta, que corresponde possivelmente à carga de lavagem das ruas e, em seguida, essa carga diminui e passa a variar em concordância com a vazão.

Entretanto, Martins e Coiado (1999) ressaltam a boa correlação entre a concentração dos sedimentos em suspensão com a vazão líquida, em seu trabalho que analisou a produção de sedimentos em suspensão e dissolvidos, em uma microbacia rural, através da coleta de dados de vazão, concentração de sedimentos e condutividade elétrica, durante a estação seca e nos eventos hídricos na época chuvosa. A coleta de dados durante a estação seca foi realizada para se avaliar os parâmetros nas condições de vazões mínimas e sem erosão, na época onde o fluxo é alimentado pelo escoamento básico, podendo-se interpretar esses resultados em comparação aos que foram obtidos durante coletas realizadas em função das precipitações.

Pavanelli e Pagliarani (2002) também encontraram boa correlação entre a concentração de sedimentos e a vazão, onde o coeficiente de determinação (r2) indicou que o modelo ajustado explica 83% da variabilidade no transporte de sedimentos, em uma bacia montanhosa de litologia argilosa e solo impermeável, bastante sujeita a processos erosivos

e problemas de estabilidade de taludes. A análise da regressão linear mostrou que o modelo de potência foi o que melhor se ajustou, mas a relação entre a vazão e a descarga sólida pode ser melhorada ao subdividir-se os dados de acordo com as estações e com as fases ascendentes e descendentes da hidrógrafa.

O transporte de sólidos em suspensão depende da vazão, e a relação entre eles é normalmente positiva. Entretanto, no estudo de Bronsdon e Naden (2000) foram observados casos onde a descarga de sedimentos em suspensão diminuía com o aumento da vazão, sugerindo a depleção do fornecimento de sedimento, e casos em que as descargas eram elevadas durante a ocorrência de vazões baixas devido a fatores como o colapso de margens, a floração de diatomáceas, etc.

Em vários trabalhos que analisam as relações entre a concentração de sedimentos em suspensão e a vazão são discutidos os efeitos da histerese, observada durante os eventos de cheia, como citam Lenzi e Marchi (2000), Jansson (1995), Picouet et al. (2001), Wass, et al. (1997), Old et al. (2003). Não há uma relação única entre a vazão e a concentração de sedimentos, pois para os picos de vazão igualmente altos têm-se diferentes valores de concentração de sedimentos (Jansson, 1995).

A histerese reflete a complexidade das relações entre a vazão e a concentração de sedimentos em suspensão, cuja variabilidade é altamente influenciada também pelas características e localização das fontes ativas de sedimentos, variações no padrão das chuvas em combinação com as diferenças no solo e seu uso, inclinação média da bacia e localização do núcleo da precipitação (Lenzi e Marchi, 2000 e Jansson, 1995). O pico da concentração de sedimentos ocorre normalmente na fase ascendente da hidrógrafa ou no seu pico, entretanto algumas vezes ele pode acontecer na fase descendente da hidrógrafa, portanto, os laços de histerese podem ocorrer em diferentes direções, descrevendo as relações entre a vazão e a concentração de sedimentos em diferentes eventos (Jansson, 1995). Picouet et al. (2001) explicam que os laços da histerese são causados, entre outras razões, pela variação da quantidade de material disponível para erosão, pois as curvas- chave são modelos empíricos muitos simples e incapazes de descrever tais variações e assumem a hipótese de que o transporte de sedimentos não depende somente da capacidade do curso d’água de erodir as margens e o leito e de sua capacidade de transporte, mas

também da disponibilidade de sedimentos na bacia, considerando que essa disponibilidade diminui durante a cheia, opinião semelhante também obteve Nordin Jr., (1985).